一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器及其制備方法。該免疫傳感器是通過首先合成或篩選優(yōu)良性能的半導體納米結構材料，利用鏈霉親和素將其進行生物功能化，然后通過與生物素化抗體的特異性結合而制成。將制得的傳感器在含有酶標抗體和抗原的混合溶液中溫育，以硫堇和過氧化氫作為酶反應底物并用夾心免疫分析方法來檢測腫瘤標志物。電極的安培響應隨著溫育液中抗原濃度的增加而增加。該檢測方法靈敏度高，檢測限低，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好，可用于血清中腫瘤標志物的定量檢測。
【專利說明】一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器，是合成半導體納米材料，利用鏈霉親和素將其生物功能化，構建了一個新穎的基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的電化學免疫分析方法檢測腫瘤標志物，屬于電化學免疫分析【技術領域】。
【背景技術】
[0002]腫瘤是嚴重威脅人類健康的高發(fā)病率和高死亡率性疾病，大量研究和防治資料證實，早期診斷和早期治療是防治腫瘤與降低死亡率的最有效辦法。因此，長期以來尋找能早期診斷的腫瘤標志物成為了人們關注的焦點。腫瘤標志物是癌細胞產(chǎn)生和釋放的某些物質，常以抗原、酶、激素、代謝產(chǎn)物的形式存在于腫瘤細胞內或宿主體液中，根據(jù)其生化或免疫特性可以識別或診斷腫瘤。理想的腫瘤標記物應具有高特異性，適于人群普查。腫瘤標志物的血清篩查可以簡便的診斷癌癥。
[0003]檢測腫瘤標志物常用的方法是免疫分析方法。電化學免疫傳感器將電化學分析技術和免疫技術相結合，是目前研究最多的較為成熟的一類免疫傳感器，廣泛應用于腫瘤標志物的檢測。相對快速、簡便的電化學免疫方法由于樣品檢測限高而不能滿足低濃度腫瘤標志物的檢測。生物素-親和素標記技術(Biotin-Avdin System，BAS)是免疫標記技術的一種，20世紀70年代后期應用于免疫學，并得到迅速發(fā)展的一種新型生物反應放大系統(tǒng)。由于每個親和素可結合4個生物素，可使反應信號明顯放大。
[0004]近年來，納米技術逐步進入生物傳感器領域，并引發(fā)突破性的進展。生物分子被固定在納米尺寸的界面上，其固定密度可提高幾個數(shù)量級，有利于拓寬檢測的線性范圍。半導體納米材料由于其比表面積大、導電性好、生物相容性高等優(yōu)點被引入到電化學免疫傳感器中。因此，利用鏈霉親和素將半導體納米材料進行生物功能化，建立一個基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的電化學免疫分析方法檢測腫瘤標志物，對腫瘤的早期診斷有重要意義。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述腫瘤標志物檢測方法的缺陷，建立一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:
[0007]本發(fā)明涉及一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器，該電化學免疫傳感器是通過合成半導體納米結構材料，利用鏈霉親和素將其生物功能化而獲得。
[0008]本發(fā)明更進一步的技術方案，其制備方法包括以下步驟:
[0009]( I)合成或篩選半導體納米材料，將其分散于殼聚糖溶液中，然后加入鏈霉親和素將其進行生物功能化，得半導體納米材料/殼聚糖/鏈霉親和素的混合溶液；
[0010](2)玻碳電極用0.05mm的氧化鋁粉拋光，用去離子水沖洗掉殘留的氧化鋁粉，放入稀硝酸溶液中超聲清洗，最后依次用乙醇和二次蒸餾水清洗電極表面。
[0011](3)取半導體納米材料/殼聚糖/鏈霉親和素的混合溶液滴涂于經(jīng)步驟(2)預處理電極表面，電極晾干后，加入生物素化抗體與鏈霉親和素結合，制得腫瘤標志物免疫傳感器。
[0012]本發(fā)明中使用到的硝酸溶液是體積比為1:1稀溶液。
[0013]所述半導體納米材料可為各種比表面積較大的形貌，例如片狀、刺猬狀、棒狀等。
[0014]制得的腫瘤標志物免疫傳感器置于檢測體系中，加入腫瘤標志物樣品和酶標抗體于室溫溫育，沖洗后檢測其電流信號。
[0015]檢測中使用三電極體系，三電極體系是經(jīng)過前處理的玻碳電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為輔助電極，鉬片電極作為對電極。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:
[0017](I)半導體納米結構材料具有比表面積大、生物相容性高、吸附能力強、表面活性高等優(yōu)點，利用鏈霉親和素將其進行生物功能化，可提高穩(wěn)定性和重復性。
[0018](2)每個親和素可結合4個生物素，可使反應信號明顯放大。因此在一般的電化學免疫方法的基礎上引入生物素-親和素放大系統(tǒng)建立快速、簡便的檢測方法，以期提高靈敏度，降低檢出限。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1.腫瘤標志物免疫傳感器制備及免疫分析示意圖。
[0020]圖2.甲胎蛋白標準樣品檢測的線性曲線。
[0021]圖3.癌胚抗原標準樣品檢測的線性曲線。
【具體實施方式】
[0022]下面對本發(fā)明的實驗過程進行詳細的說明，旨在使本發(fā)明的設計流程、設計目的及其創(chuàng)新點和優(yōu)點更加明了。
[0023]實施例1:
[0024]免疫傳感器制備及免疫分析示意如圖1:
[0025]( I)合成半導體納米顆粒狀材料鈦酸鍶，將其分散于殼聚糖溶液中，然后加入鏈霉親和素將其進行生物功能化。
[0026](2)所用玻碳電極用0.05mm的氧化鋁粉拋光，用去離子水沖洗掉殘留的氧化鋁粉，放入稀硝酸溶液中超聲清洗，最后依次用乙醇和二次蒸餾水清洗電極表面。
[0027](3)取鈦酸鍶/殼聚糖/鏈霉親和素的混合溶液滴涂于預處理電極表面，電極晾干后，加入甲胎蛋白生物素化抗體與鏈霉親和素結合，制得甲胎蛋白免疫傳感器。
[0028](4)將制得的甲胎蛋白免疫傳感器置于檢測體系中，加入甲胎蛋白樣品和酶標抗體于室溫溫育，沖洗后，以硫堇和過氧化氫作為酶反應底物利用三電極體系檢測其電流信號。由圖2甲胎蛋白標準樣品檢測的線性曲線可知，圖中a-j是不同濃度的抗原對應的電流，從a到j依次為0.01，0.03，0.1，0.2，0.6，1，3，5，6和7ng/mL，電流值隨濃度的變大而變大。為考察該方法的準確性與實際應用價值，檢測了 5份臨床血清樣本中甲胎蛋白的濃度，所得結果與參考進行了比較。結果如表1，兩者具有良好的一致性，相對誤差小于10%。
[0029]表1.甲胎蛋白實際樣品的測定
[0030]
【權利要求】
1.一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器，其特征在于是通過合成半導體納米材料，利用鏈霉親和素將其生物功能化而制得。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于鏈霉親和素功能化半導體納米材料的腫瘤標志物電化學免疫傳感器，其特征在于通過下述步驟制得: (1)合成或篩選半導體納米材料，將其分散于殼聚糖溶液中，然后加入鏈霉親和素將其進行生物功能化；得半導體納米材料/殼聚糖/鏈霉親和素的混合溶液； (2)玻碳電極用0.05mm的氧化鋁粉拋光，用去離子水沖洗掉殘留的氧化鋁粉，放入稀硝酸溶液中超聲清洗，最后依次用乙醇和二次蒸餾水清洗電極表面； (3)取半導體納米材料/殼聚糖/鏈霉親和素的混合溶液滴涂于經(jīng)步驟(2)預處理的電極表面，電極晾干后，加入生物素化抗體與鏈霉親和素結合，制得腫瘤標志物電化學免疫傳感器。
3.—種權利要求1所述腫瘤標志物電化學免疫傳感器的制備方法，其特征在于包括下述步驟: (1)合成或篩選半導體納米材料，將其分散于殼聚糖溶液中，然后加入鏈霉親和素將其進行生物功能化；得半導體納米材料/殼聚糖/鏈霉親和素的混合溶液； (2)玻碳電極用0.05mm的氧化鋁粉拋光，用去離子水沖洗掉殘留的氧化鋁粉，放入稀硝酸溶液中超聲清洗，最后依次用乙醇和二次蒸餾水清洗電極表面； (3)取半導體納米材料/殼聚糖/鏈霉親和素的混合溶液滴涂于經(jīng)步驟(2)預處理的電極表面，電極晾干后，加入生物素化抗體與鏈霉親和素結合，制得腫瘤標志物電化學免疫傳感器。
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于是所述稀硝酸溶液是體積比為1:1稀溶液。
【文檔編號】G01N33/561GK103645316SQ201310726329
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】楊占軍, 湯艷, 李娟
申請人:揚州大學